Glukoza

S kemičnega vidika je glukoza sladkor s šestimi atomi ogljika in zato spada v kategorijo heksozov.

Glukoza je monosaharid, ki je sladkor, ki ga ni mogoče hidrolizirati v enostavnejši ogljikov hidrat.

Večina kompleksnih sladkorjev, ki so prisotni v prehrani, se razcepi in zmanjša na glukozo in druge preproste ogljikove hidrate.

Glukoza se dejansko dobi s hidrolizo številnih ogljikovih hidratov, vključno saharoze, maltoze, celuloze, škroba in glikogena.

Jetra lahko transformirajo druge preproste sladkorje, kot je fruktoza, v glukozo.

Iz glukoze je možno sintetizirati vse ogljikove hidrate, potrebne za preživetje organizma.

Raven glukoze v krvi in tkivih natančno urejajo nekateri hormoni (inzulin in glukagon); presežek glukoze se shrani v nekaterih tkivih, vključno z mišicami, v obliki glikogena.

V globino:

glukoza kot hrana (dekstroza)
glukoza v krvi (glukoza v krvi)
glukoza v urinu (glikozurija)
GLUT transporterji glukoze
Spremenjena toleranca za glukozo
OGTT Peroralni test obremenitve z glukozo
Cikel alanin glukoze
glukozni sirup

Glikoliza

Pomembna celična presnovna pot, odgovorna za pretvorbo glukoze v enostavnejše molekule in proizvodnjo energije v obliki adenozin trifosfata (ATP).

Glikoliza je kemijski proces, pri katerem se molekula glukoze razdeli na dve molekuli piruvične kisline; ta reakcija vodi do proizvodnje energije, shranjene v 2 molekulah ATP.

Glikoliza ima posebnost, da se lahko odvija v prisotnosti in odsotnosti kisika, čeprav v drugem primeru nastane manjša količina energije.

V aerobnih pogojih lahko molekule piruvične kisline vstopijo v Krebsov cikel in so podvržene vrsti reakcij, ki določajo njihovo popolno razgradnjo na ogljikov dioksid in vodo.
Po drugi strani pa se v anaerobnih pogojih molekule piruvične kisline razgradijo v druge organske spojine, kot je mlečna kislina ali ocetna kislina, skozi proces fermentacije.

Faze glikolize

Glavni dogodki, ki so značilni za proces glikolize, so:

fosforilacija glukoze: dve molekuli ATP dodata dve fosfatni skupini molekuli glukoze, ki postaneta ADP. Tako nastane glukoza 1, 6-difosfat;

transformacija v fruktozo 1, 6-difosfat : glukoza 1, 6-difosfat se pretvori v fruktozo 1, 6-difosfat, vmesno spojino s šestimi atomi ogljika, ki se nato razdeli na dve enostavnejši spojini, od katerih vsaka vsebuje trije atomi ogljika: dihidroksiaceton fosfat in gliceraldehid 3-fosfat. Dihidroksiaceton fosfat se pretvori v drugo molekulo gliceraldehid 3-fosfata;

tvorba piruvične kisline : obe spojini s tremi ogljikovimi atomi sta obe pretvorjeni v 1, 3-difosfogliceratno kislino; potem v fosfogliceratu; potem v fosfoenolpiruvatu; končno, v dveh molekulah piruvične kisline.

V teh reakcijah so sintetizirane štiri molekule ATP in 2 NADH.

Ravnovesje razmer

Glikoliza, ki se začne z molekulami glukoze, omogoča pridobitev:

proizvodnja 2 molekul ATP
tvorbo 2 molekul spojine, NADH (nikotinamid adenin dinukleotid), ki deluje kot nosilec energije.

Pomen glikolize

V živih bitijih je glikoliza prva stopnja presnovnih poti proizvodnje energije; omogoča uporabo glukoze in drugih preprostih sladkorjev, kot so fruktoza in galaktoza. Pri ljudeh imajo nekatera tkiva, ki imajo običajno aerobno presnovo v določenih pogojih pomanjkanja kisika, sposobnost pridobivanja energije zaradi anaerobne glikolize. To se zgodi, na primer, v progastem mišičnem tkivu, ki je izpostavljeno intenzivnemu in dolgotrajnemu fizičnemu naporu. Na ta način omogoča fleksibilnost sistema za proizvodnjo energije, ki lahko sledi različnim kemijskim potovanjem, telesu, da zadovolji svoje potrebe. Vendar pa vse tkanine niso sposobne prenesti odsotnosti kisika; srčna mišica ima na primer nižjo sposobnost izvajanja glikolize, zato je težje prenesti anaerobne pogoje.

več o glikolizi »

Anaerobna glikoliza

V anaerobnih pogojih (pomanjkanje kisika) se piruvat pretvori v dve molekuli mlečne kisline s sproščanjem energije v obliki ATP.

Ta proces, ki proizvaja 2 molekuli ATP, ne more trajati več kot 1 ali 2 minuti, ker kopičenje mlečne kisline povzroča občutek utrujenosti in ovira krčenje mišic.

V prisotnosti kisika se nastala mlečna kislina pretvori v piruvično kislino, ki se bo nato presnovila zahvaljujoč Krebsovemu ciklu.

Krebsov cikel

Skupina kemijskih reakcij, ki potekajo v celici med procesom celične respiracije. Te reakcije so odgovorne za pretvorbo molekul iz glikolize v ogljikov dioksid, vodo in energijo. Ta postopek, ki ga daje sedem encimov, se imenuje tudi cikel trikarboksilnih kislin ali citronske kisline. Krebsov cikel je aktiven pri vseh živalih, v višjih rastlinah in pri večini bakterij. V evkariontskih celicah se cikel odvija v celičnem organizmu, imenovanem mitohondriji. Odkritje tega cikla pripisujemo britanskemu biokemiki Hansu Adolfu Krebsu, ki je leta 1937 opisal glavne korake.

GLAVNE REAKCIJE

Ob koncu glikolize se tvorita dve piruvatni molekuli, ki vstopita v mitohondrije in se pretvorita v acetilne skupine. Vsaka acetilna skupina, ki vsebuje dva ogljikova atoma, se veže na koencim in tvori spojino, imenovano acetilkoenzim A.

To pa se združuje z molekulami s štirimi atomi ogljika, oksalacetatom, da nastane spojina s šestimi atomi ogljika, citronska kislina. V naslednjih korakih cikla se molekula citronske kisline postopoma preoblikuje in tako izgubimo dva ogljikova atoma, ki se izločita v obliki ogljikovega dioksida. Poleg tega se v teh prehodih sproščajo štirje elektroni, ki se bodo uporabljali za zadnji korak celičnega dihanja, oksidativne fosforilacije.

poglobljena študija Krebsovega cikla »

Oksidativna fosforilacija

Tretja faza celičnega dihanja se imenuje oksidativna fosforilacija in se pojavi na ravni mitohondrijskih vrhov (zlaganje notranje membrane mitohondrijev). Sestoji iz prenosa vodikovih elektronov NADH v transportno verigo (imenovano dihalna veriga), ki jo tvorijo citokromi, vse do kisika, ki predstavlja končni akceptor elektrona. Prehod elektronov vključuje sprostitev energije, ki je shranjena v vezih 36 molekul adenozin difosfata (ADP) preko vezave fosfatnih skupin in ki vodi do sinteze 36 molekul ATP. Iz redukcije kisika in ionov H +, ki nastanejo po prenosu elektronov iz NADH in FADH, dobimo molekule vode, ki se dodajo tistim, ki nastanejo s Krebsovim ciklom.

Mehanizmi sinteze ATP

Protoni preidejo skozi notranjo mitohondrijsko membrano v olajšan proces difuzije. Enzimska sintaza ATP tako dobi dovolj energije za proizvodnjo molekul ATP, s čimer prenese fosfatno skupino na ADP.

Prenos elektronov skozi dihalno verigo zahteva posredovanje encimov, imenovanih dehidrogenaze, ki imajo funkcijo "raztrganja" vodika iz donorskih molekul (FADH in NADH), tako da se H + ioni in elektroni proizvajajo za dihalno verigo. ; poleg tega ta proces zahteva prisotnost nekaterih vitaminov (zlasti vitamina C, E, K in vitamina B2 ali riboflavina).

Stanje: